Сверхсветовые скорости лазерных импульсов

                     Логика ТО, ее аргументация – это, конечно, извращенная форма                       

                     мышления. Включение теории относительности в школьную                

                     программу равносильно воспитанию молодого поколения на                    

                     мышлении обитателей сумасшедшего дома

                                               доктор ф.-м. наук И.И.Смульский

     

 

В статье использованы материалы из обзора Геннадия Ивченкова по сверхсветовым скоростям [1]. 

1. Терминология

• с – скорость света в вакууме.

• фотон (Эйнштейн и последователи). Электромагнитная волна есть особый материальный объект, летящей в пространстве сам по себе. Фотон – частица электромагнитной волны, проявляющая дуальные свойства..

• фотон (по Ивченко Г.) – квант электромагнитной волны, которая материальным телом не является; квазичастица, не имеющей ни массы, ни движения, ни покоя.

• ЭМВ – электромагнитная волна.

 

Введение

     Второй постулат СТО говорит о постоянстве скорости света в пустоте. Кроме того, Эйнштейном был введён и постулат о невозможности превышения скорости света материальными телами (в то числе и ЭМВ) и переноса информации со сверхсветовыми скоростями. Оба постулата были в духе  конца 19 века. Далее, судя по всему, «великий создатель постулатов» не имел понятия о процессе переноса информации и не понимал вообще, что такое информация.

     Преобразования Лоренца описывают движение заряженного материального тела в электрическом или магнитном поле при больших скоростях. Лоренц считал их эмпирическими формулами, но Эйнштейн распространил эти преобразования на незаряженные тела и на электромагнитные волны и усмотрел в преобразованиях Лоренца «великий вселенский закон», связывающий движение со временем.

     В начале 20-го века появились свидетельства, опровергающие второй постулат. Тем не менее, он был превращён в религиозную догму, сомневаться в которой было ересью и могло иметь серьёзные последствия для сомневающегося.

 

1. Скорость электромагнитной волны в аномальной среде

     Эффект аномальной дисперсии был открыт в середине 19 века. При аномальной дисперсии вблизи полос поглощения происходит разрыв зависимости коэффициента преломления от длины волны, напоминающий функцию тангенса. При этом, в области λ < λn коэффициент уменьшается, а в области λ > λn  увеличивается.

     В ранних измерениях этого эффекта использовались спектрометры со слабым разрешением и относительно высокотемпературные среды, в следствии чего эффект «смазывался». Но с возрастанием точности спектрометров и при более сильном охлаждении обнаружилось, что коэффициент преломления в первой области становился  меньше единицы. Скорость света в данной среде, понятно, была выше скорости света в вакууме!

     Наиболее сильно этот эффект проявляется при температурах, близких к абсолютному нулю. 

Получали как очень малые скорости распространения волн, так и очень большие, превышающие скорость света в вакууме в десятки раз. В последние десятилетия этот эффект был многократно подтверждён экспериментально в разных лабораториях мира [3-6, 7,8]. В частности в работе [5] были получена скорость распространения ЭМВ  в 310 с.

 

2. Гипотеза переизлучения квантов ЭМВ

Геннадий Ивченков пишет  в [1], что распространение ЭМВ  в любой среде (включая и вакуум) обусловлено переизлучением квантов света элементами структуры этой среды – атомами и молекулами, например. Переизлучающий элемент поглощает квант, возбуждается, а затем переизлучает квант и опять переходит в невозбуждённое состояние. Очевидно, что этот процесс идёт с некоторой задержкой, которая и объясняет конечную скорость распространения волны в среде (в частности, в вакууме). Переизлучение  сопровождается потерями и переизлучённый квант имеет большую длину волны, чем поглощённый.

     В усиливающих средах переизлучение  идёт с той же длиной волны и поляризацией (этот механизм, кстати, был предложен Эйнштейном). Современная  электронная теория сводит дисперсию к интерференции падающей волны с переизлучённой атомами .

     Что же переизлучает волну в вакууме? Этого, считает Ивченков, не знает никто, но это точно не электронные оболочки, которых в вакууме нет. Переизлучение  меняет согласно Френелю свойства самой переизлучающей среды. В частности, коэффициенты проницаемости  ε и μ, зависящие от плотности среды;  для газов в меньшей степени, для твёрдых тел – в большей.     

     Это влияние на среду (точнее на её элементы) при нормальной дисперсии приводит к ещё большему запаздыванию переизлучения. Для плотных сред этот эффект осреднённо распространяется на всю среду, хотя может быть пространственно локализован вблизи атомов (в газообразных разряженных средах так, по видимому, и есть). Зависимость коэффициентов  ε и μ от плотности, полагают, дополнительно свидетельствует о локальном действии возмущения для разряженных сред.

     Вблизи линий поглощения искажения переизлучающей среды резко возрастает. Появляются волны, для которых εμ < 1 – запаздывание для них уменьшается. Это, так или иначе, связано с механизмом резонансного взаимодействия электронных оболочек со средой  (вакуум, технический  вакуум, эфир).

Сверхсветовое распространение импульсов [9] обнаружено в конденсированных средах с искусственно наведёнными электромагнитным излучением линиями поглощения, в средах с когерентными осцилляторами,  в фотонных структурах, сформированных двумя взаимодействующими оптическими резонаторами (так называемые фотонные кристаллы).

 

3. Распространение лазерных импульсов со сверхсветовой скоростью

• Описание эффекта О. Деревенским  [10]: «В 1966 г. Басов с сотрудниками сообщили о результатах исследований временных задержек на движение лазерного импульса в системе генератор-усилитель. Между рубиновым лазером-генератором и парой рубиновых стержней-усилителей было расстояние около 2.5 м. Делительная пластинка делала из одного лазерного импульса два, каждый из которых в итоге попадал на свой фотодетектор, но разница была в том, что один путь проходил сквозь усилитель, а другой – нет. Ну, а сигналы с фотодетекторов подавались на скоростной двухканальный осциллограф. И вот, представьте.

При выключенном усилителе, т.е. при отключённых лампах его «накачки», согласовывали задержки в электрических схемах двух каналов так, чтобы на экране осциллографа оба всплеска фототока происходили синхронно. А потом – всего лишь включали усилитель. И – приходили в крайнюю степень изумления. Всплеск фототока от импульса, проходившего через усилитель, теперь опережал во времени другой всплеск, который служил опорным. Изумляла величина этого опережения: она была запредельно велика. Казалось бы: изменения, которые могли сказаться на задержке, делались лишь на протяжении усилителя. Если допустить немыслимую ситуацию, при которой лазерный импульс проходит по включённому усилителю мгновенно, то даже тогда выигрыш во времени составил бы всего 1.6 наносекунды. А осциллограф весело показывает: не 1.6, а целых 9 наносекунд! Кстати, длительность самого-то импульса составляла что-то около трёх наносекунд, т.е. эффект вырисовывался очень уверенно. Впоследствии всё подтвердилось в ряде других лабораторий – с использованием различных лазеров и различных нелинейных ячеек: не только усиливающих, но и поглощающих. Главное – спектральные линии генератора и нелинейной ячейки должны были совпадать. И тогда результат был неизменно превосходен, причём «запредельность» опережения исчислялась уже десятками и сотнями раз…

     Вот что заслуживает внимания: во всех подобных экспериментах, «выпадающая» задержка – это как раз то время, за которое лазерный импульс пролетает промежуток от генератора до нелинейной ячейки! Чем меньше протяжённость нелинейной ячейки, тем «запредельнее» оказывается опережение! Самый оглушительный результат был получен с тонкой поглощающей плёнкой!»

• Объяснение эффекта релятивистами. Развернувшуюся деятельность теоретиков-релятивистов  уместно назвать «театром абсурда» [1], ибо они додумались вот до чего (см. обзор [11]). При движении лазерного импульса в усиливающей среде, коэффициент усиления для переднего фронта импульса больше, чем для заднего, поскольку задний фронт движется по среде, уже частично «высветившейся». Эта неодинаковость коэффициентов усиления приводит к тому, что передний фронт приподнимается над пьедесталом импульса, а задний фронт – приопускается, что в итоге эквивалентно продвижению импульса вперёд по пьедесталу. Складывая скорость движения пьедестала и скорость «усилительного сноса», получали сверхсветовую скорость движения импульса.

Самым нелепым в этом объяснении было то, что в нём использовалось классическое, а не релятивистское сложение скоростей. Ведь если использовать релятивистского сложения скоростей, то сверхсветовую скорость никак не получишь.  Но даже эта нелепость не помогла.

Во-первых, сокращение времени движения импульса при «включённой» нелинейности в ячейке имело место не только для усиливающих, но, как выяснилось позже, и для поглощающих сред [12] – лишь бы совпадали спектральные линии у генератора и у нелинейной ячейки. Как интересно: для сверхсветовой скорости лазерного импульса требуется попадание на спектральную линию – как и для сверхсветовой фазовой скорости на линии поглощения в веществе, о чём давно хорошо известно!

Во-вторых, импульс не просто двигался в ячейке со сверхсветовой скоростью – выигрыш во времени был больше того, каков он был бы при мгновенном прохождении ячейки! А реально наблюдалось вот что: когда роль нелинейной ячейки играла тонкая поглощающая плёнка [12], обнаруженный выигрыш во времени превышал выигрыш при мгновенном прохождении этой плёнки в 310 раз!

Так что, либо этот оглушительный результат негативно сказался на рассудке авторов (они заявили: импульс в ячейке движется вперёд по пространству, но вспять во времени – «импульс появляется на выходе ячейки до того, как он входит в неё» [12]), либо авторы решили просто отвлечь читателя от факта краха СТО Эйнштейна.

      Рассматривая все эти “доводы” и “доказательства”, опубликованные в разных источниках и направленные на отрицание возможности сверхсветовых скоростей, приходишь к выводу, что все они... представляют собой смесь дешёвых софизмов, умышленного передёргивания и открытого шарлатанства, являются заведомым обманом и придуманы исключительно для спасения СТО. Особенно стараются здесь журналисты-популяризаторы –  “объясняя” очередной эксперимент со сверхсветовыми скоростями, они любят повторять  одну и ту же избитую фразу: «в эксперименте было отмечено превышение скорости над скоростью света в вакууме, но мы то с вами знаем, что сверхсветовых скоростей не бывает».
• Объяснение эффекта Деревенским.
Дело здесь явно не только в нелинейной ячейке [10]. Ведь во всех подобных экспериментах «выпадающая» задержка – это как раз время, равное расстоянию от генератора до нелинейной ячейки, делённому на скорость света! Во сколько раз это расстояние превышает длину пути света в нелинейной ячейке, во столько раз наблюдаемый выигрыш во времени оказывается больше выигрыша при «мгновенном» прохождении ячейки!

Значит, когда нелинейность выключена, лазерный импульс идёт от генератора к нелинейной ячейке со скоростью света, а когда нелинейность включена, лазерный импульс перебрасывается из генератора в ячейку,  практически, мгновенно. Остаётся лишь объяснить – каким образом лазерный импульс перебрасывается мгновенно на расстояние в несколько метров.

      В рамках традиционных представлений о свете этот феномен объяснить невозможно. По логике же «цифрового» мира, этот феномен совершенно естественен. Это частный случай распространения света, как цепочки мгновенных квантовых перебросов энергии возбуждения с атома на атом. При этом конечность скорости света обусловлена конечным быстродействием алгоритма, «прокладывающего путь», по которому производится такая цепочка квантовых перебросов. Этот алгоритм мы называем «навигатором квантовых перебросов энергии».

//Новая (цифровая) физика Гришаева А.А. (его псевдоним – Деревенский), на мой взгляд, ложна, но в ней можно найти и разумные мысли. В частности, изложенная выше гипотеза заслуживает того, чтобы  над ней серьёзно поработать.

Заключение

1. Тридцать два года после эксперимента Басова релятивисты готовили ответ скептикам, но учёный мир увидел лишь «театр абсурда». Где? – На «сцене» ведущего журнала РАН «Успехи физических наук».

2. Эксперимент Басова неопровержимо доказал возможность передачи информации со сверхсветовой скоростью, подтвердив тем самым ещё раз ложность СТО Эйнштейна.  

3. Не реформировать следует РАН, а ликвидировать. Создав, как в США, общественную Академию наук.

 

Источники информации

1. Ивченков Геннадий. Сверхсветовые и квзи-сверхсветовые скорости (обзор).

new-idea.kulichki.net/pubfiles/100923050024.doc

2. Г. С. Ландсберг, «Оптика», Наука, Москва, 1976.

3. Chiao, R. Y. in Amazing Light, a Volume Dedicated to C. H. Townes on His Eightieth Birthday (ed. Chiao, R. Y.) 91–108 (Springer, New York, 1996).

4. Garrett, C. G. B. & McCumber, D. E. Propagation of a gaussian light pulse through an anomalous dispersion medium. Phys. Rev. A 1, 305–313 (1970). | Article | ISI |

5. Chu, S. & Wong, S. Linear pulse propagation in an absorbing medium. Phys. Rev. Lett. 48, 738– 741 (1982). | Article | ISI | ChemPort |

6. Akulshin, A. M. , Barreiro, S. & Lezama, A. Steep anomalous dispersion in coherently prepared Rb vapor. Phys. Rev. Lett. 83, 4277– 4280 (1999). | Article | ISI | ChemPort |

7. Chiao, R. Y. Superluminal (but causal) propagation of wave packets in transparent media with inverted atomic populations. Phys. Rev. A 48, R34–R37 (1993). | Article | PubMed | ISI | ChemPort |

8. Bolda, E. L. , Chiao, R. Y. & Garrison, J. C. Two theorems for the group velocity in dispersive media. Phys. Rev. A 48, 3890– 3894 (1993). | Article | PubMed | ISI .

9. Sasikanth Manipatruni, Po Dong, Quinfan Hu, and Michael Lipson, “Tunable superluminal propagation on a silicon microchip”, Optics Letter, Vol. 33, No 24, Dec. 15, 2008.

10. О. Х. Деревенский, «Фиговые листки Теории Относительности».

      http://newfiz.narod.ru/rel-opus.htm.

11. А.Н.Ораевский А.Н. Успехи физических наук, 168, 12 (1998) 1311.

12. В1. L.J.Wang, A.Kuzmich, A.Dogaru. Nature, 406 (2000) 277.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31.01.17, C:\Users\User\Documents\1_Все отрасли знания\1_наука и техника\1_физика\МОИ СТАТЬИ_физика\оригиналы моих статей\270117_ориг_Сверхсветовые...